Artigo em destaque: Catalisando a produção de hidrogênio.


O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:  NiMo–NiCu Inexpensive Composite with High Activity for Hydrogen Evolution Reaction. Hugo L. S. Santos, Patricia G. Corradini, Marina Medina, Jeferson A. Dias, and Lucia H. Mascaro. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020, 12, 15, 17492–17501. https://doi.org/10.1021/acsami.0c00262

Catalisando a produção de hidrogênio

Ilustração representando o material desenvolvido pela equipe da UFSCar, com a sua superfície altamente rugosa, agindo como catalisador da produção de hidrogênio.
Ilustração representando o material desenvolvido pela equipe da UFSCar agindo como catalisador da produção de hidrogênio.

O hidrogênio, cuja combustão não gera emissões poluentes, é atualmente reconhecido como a alternativa mais promissora aos combustíveis fósseis. Entretanto, a produção sustentável desse combustível ainda apresenta desafios, como o desenvolvimento de um processo de produção que seja ao mesmo tempo limpo, econômico e eficiente.

A eletrólise da água é um dos processos que pode se encaixar nessas condições. Como o nome indica, o processo consiste na divisão da molécula de água, baseada na ação de uma corrente elétrica. Como resultado, essa simples reação produz gás hidrogênio e gás oxigênio. Contudo, para se tornar um processo industrial viável, a eletrólise da água precisa de catalisadores que acelerem a produção de hidrogênio sem aumentar muito seus custos.

Um trabalho de uma equipe científica da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), recentemente reportado em artigo da ACS Applied Materials & Interfaces, traz uma contribuição para superar esse desafio. “A principal contribuição do nosso trabalho é a obtenção de um catalisador com uma significativa melhora no desempenho para a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água”, resume Lucia Helena Mascaro, professora da UFSCar e autora correspondente do paper.

O novo catalisador é um filme que pode ser depositado na superfície do eletrodo usado no processo de eletrólise, motivo pelo qual é chamado de eletrocatalisador. Nesse eletrodo, de carga negativa, ocorre a transferência de elétrons que faz o hidrogênio se desprender da molécula de água.

Enquanto alguns eletrocatalisadores são feitos com metais nobres, como a platina, a equipe brasileira procurou obter um material baseado em elementos mais abundantes e econômicos, mas que tivessem boa atividade eletrocatalítica e durabilidade. A opção final foi por uma liga metálica composta por níquel (Ni), molibdênio (Mo) e cobre (Cu), a qual apresentou duas regiões (fases) definidas (NiMo e NiCu), ambas de estrutura cristalina, constituindo um material compósito.

“O material NiMo-NiCu apresentou uma excelente atividade eletrocatalítica, robustez, baixa toxicidade, ampla disponibilidade e viabilidade econômica para a reação de desprendimento de hidrogênio. Esse material foi facilmente obtido por eletrodeposição, que é uma técnica simples, barata e escalável, sobre um substrato de aço carbono, sem a necessidade de qualquer outro tratamento”, afirma Mascaro.

O segredo principal do bom desempenho do filme como eletrocatalisador reside na rugosidade da superfície, provocada pela presença do cobre. Em termos relativos, o filme NiMo-NiCu apresentou uma rugosidade mais de trinta vezes maior do que o filme de NiMo, amplamente utilizado para catalisar o desprendimento de hidrogênio na eletrólise da água.

De fato, a topografia de uma superfície rugosa propicia muitas mais oportunidades para que aconteça o contato da molécula de água com o catalisador e ocorra, então, a transferência de elétrons que gera o desprendimento de hidrogênio. “O aumento da rugosidade do filme implica na formação de uma maior quantidade de hidrogênio para uma mesma área geométrica do catalisador”, explica a professora Mascaro. “Além disso o compósito NiMo-NiCu apresentou alta estabilidade durante eletrolise prolongada”, completa.

Comparação da rugosidade dos materiais NiMo (conhecido catalisador) e NiMo-NiCu (o novo catalisador). Acima, imagens de microscopia eletrônica de varredura. Embaixo, imagens de AFM.
Comparação da rugosidade dos materiais NiMo (conhecido eletrocatalisador) e NiMo-NiCu (o catalisador desenvolvido pela equipe da UFSCar). Acima, imagens de microscopia eletrônica de varredura. Embaixo, imagens de AFM.

Em busca do material mais adequado 

A gênese da pesquisa remonta ao ano 2012, quando a professora Lucia e sua equipe do LIEC (Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica) se propuseram a encontrar um material que melhorasse a eficiência da produção de hidrogênio por hidrólise da água, e que pudesse ser produzido por meio de eletrodeposição – processo rápido e viável na escala industrial, no qual a professora Mascaro e seu grupo têm ampla expertise.

Depois de desenvolver alguns revestimentos com ligas de níquel e ferro, e de fazer uma profunda revisão na literatura científica, o grupo chegou à conclusão de que uma liga de níquel, molibdênio e cobre (Ni-Mo-Cu) deveria ser promissora em termos de atividade eletrocatalítica e robustez, conta a cientista. A equipe da UFSCar decidiu, então, acrescentar o cobre à liga Ni-Mo.

Definido o material, a equipe mergulhou no estudo das condições do processo de eletrodeposição. De fato, um ponto chave para que a eletrodeposição gere os resultados esperados é definir corretamente a composição da solução na qual ocorre o processo. Nessa solução, também conhecida como “banho de eletrodeposição”, encontram-se, em forma de sais, os metais que serão depositados.

Dessa maneira, a equipe produziu filmes com diversas concentrações de cobre, caracterizou todos eles e verificou o desempenho de cada um enquanto eletrocatalisador no desprendimento de hidrogênio. No final do estudo, os pesquisadores puderam determinar com segurança qual das “receitas” fora a mais bem-sucedida.

O trabalho foi desenvolvido, principalmente, dentro do mestrado de Hugo Leandro Sousa Dos Santos, orientado pela professora Mascaro e defendido em 2018 no Programa de Pós-Graduação em Química da UFSCar. A pesquisa contou com financiamento da FAPESP, inclusive por meio do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CMDF), da CAPES e do CNPq, e envolveu dois laboratórios da UFSCar, o LIEC e o Laboratório de Formulação e Síntese Cerâmica (LaFSCer), ligado ao Departamento de Engenharia de Materiais.

Os autores do artigo. A partir da esquerda: Hugo Santos, Patricia Corradini, Marina Medina, Jeferson Dias e Lúcia Mascaro.
Os autores do artigo. A partir da esquerda: Hugo Santos, Patricia Corradini, Marina Medina, Jeferson Dias e Lúcia Mascaro.

Novos University Chapters da SBPMat na UFPR e UFCAT.


barra_UCs-fundo branco-1200 pxDuas novas equipes de estudantes se somaram ao programa University Chapters (UCs) da SBPMat, que agora conta com 13 unidades distribuídas em todas as regiões do Brasil. As novas unidades estão localizadas na Universidade Federal do Paraná (UFPR), na cidade de Curitiba, e na Universidade Federal de Catalão (UFCAT), na cidade goiana de Catalão.

O UC-UFPR foi criado por uma equipe multidisciplinar formada por jovens de todos os níveis de formação, da graduação ao pós-doutorado e, como tutora, a professora Camilla K.B.Q.M. de Oliveira. A equipe agrega as áreas de Materiais, Física, Química e Engenharia de Produção. Sobre a motivação para criar este UC, o presidente da unidade, Kaike Rosivan Maia Pacheco, conta que no campus da UFPR concentram-se as várias áreas de ciência e tecnologia, mas, “apesar de trabalharmos no mesmo local, pouquíssimo sabemos dos trabalhos realizados pelos outros cientistas e estudantes”. Nesse contexto, diz o doutorando em Física, surgiu a ideia de integrar esses estudantes para aprender uns com os outros e contribuir com os trabalhos de todos. De acordo com Kaike, o UC da UFPR pretende promover reuniões para troca de experiências no âmbito das pesquisas que os membros fazem na área de materiais. “Também buscaremos trazer cientistas experientes na área, com o objetivo de expandir os conhecimentos dos participantes do UC”, completa.

A equipe do UC-Catalão reúne estudantes do doutorado em Ciências Exatas e Tecnológicas, da graduação em Engenharia de Minas e do mestrado em Gestão Organizacional. “A maior motivação para a criação do UC foi a possibilidade de fortalecer iniciativas voltadas para a pesquisa de materiais na região, congregando estudantes de graduação e pós-graduação em um ambiente de colaboração que perpasse os programas aos quais cada um esteja vinculado”, diz o doutorando Franciolli Silva Dantas de Araújo, presidente da unidade. Ações de divulgação científica, apoio a eventos ligados à área e realização de minicursos, oficinas e palestras são as atividades que a equipe pretende desenvolver. “Esperamos contribuir para aumentar ou despertar o interesse pela pesquisa em materiais, principalmente através das ações de divulgação científica”, comenta Franciolli. Os tutores deste UC são os professores André Carlos Silva, Mário Godinho Júnior, Petrus Henrique Ribeiro dos Anjos.

Conheça o Programa UCs da SBPMat e as unidades criadas até o momento: http://sbpmat.org.br/university-chapters/

Live da SBPMat sobre pesquisa em materiais e COVID-19.


Live da SBPMat reuniu 4 painelistas de diversos pontos do país e cerca de 100 participantes.
Live da SBPMat reuniu 4 painelistas de diversos pontos do país e cerca de 100 participantes.

Equipes científicas multidisciplinares estão trabalhando neste momento em diversas universidades brasileiras para poder entregar à sociedade, no prazo mais curto possível, soluções que ajudem a combater a COVID-19. Muito além de gerar publicações, e até mesmo conhecimento, esses trabalhos tem como objetivo principal o de salvar vidas.

A comunidade de pesquisa em materiais está participando ativamente de alguns desses desafios, os quais poderão gerar soluções tão importantes como testes diagnósticos rápidos, confiáveis e produzidos no país ou materiais virucidas para válvulas de respiradores e EPIs.

No início da tarde de 7 de maio, na sua primeira live, a SBPMat reuniu virtualmente quatro pesquisadores que estão trabalhando nesses desafios. Os cientistas contaram, para um público de cerca de 100 pessoas, de que maneira conseguiram se organizar para tentar dar uma resposta a esta situação emergencial e qual poderá ser o impacto social de seus projetos. Os relatos mostraram a importância do investimento contínuo em pesquisa e da colaboração entre indivíduos e instituições.

A discussão foi mediada por Carlos César Bof Bufon, pesquisador e chefe da Divisão de Dispositivos no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), quem faz parte do comitê organizador do próximo evento anual da SBPMat, o XIX B-MRS Meeting.

O painel de discussão online, transmitido na plataforma Zoom e no Facebook da SBPMat, foi realizado dentro da Marcha Virtual pela Ciência, evento promovido pela SBPC com o objetivo de chamar a atenção para a importância da ciência.

Testes nacionais para diagnóstico da COVID-19 e detecção de anticorpos

As cientistas Mariana Roesch Ely (professora da UCS, Caxias do Sul, RS) e Talita Mazon (pesquisadora do CTI Renato Archer, Campinas, SP) falaram sobre seus respectivos trabalhos de desenvolvimento de sensores para testes diagnósticos de COVID-19, os quais elas estão realizando com o respaldo de especialistas de áreas como Química, Eletrônica, Informática, Física, Materiais, Biologia e Saúde.

Ambos os sensores são instrumentos do tipo point of care. Essa expressão designa dispositivos miniaturizados que permitem realizar testes em qualquer lugar, sem precisar de laboratórios ou outros equipamentos, obtendo o resultado em poucos minutos.

Segundo as pesquisadoras, os sensores que estão desenvolvendo poderão detectar infectados por COVID-19 a partir do primeiro dia da infecção – característica que nenhuma das técnicas de diagnóstico atualmente usadas no país permite. Finalmente, afirmaram elas, os novos sensores fornecerão resultados mais precisos (com menos falsos negativos ou positivos) do que muitos dos testes rápidos que estão atualmente disponíveis no mercado.

Nos dois trabalhos, o desenvolvimento dos sensores está bastante avançado. Contudo, as duas cientistas coincidiram ao falar em 6 meses como prazo razoável para ter um produto pronto, testado com relação ao método RT-PCR (o mais confiável no momento) e viável na escala industrial.

Na sua fala, a professora Mariana contou que trabalha desde 2012 com o desenvolvimento de sensores baseados na tecnologia magnetoelástica, inicialmente voltados à detecção de bactérias e leveduras. Quando o Brasil sofreu o surto do vírus Zika em 2015, a cientista e toda a rede de pesquisa da qual ela faz parte direcionaram seus trabalhos para esse vírus, ganhando experiência na detecção desse tipo de organismos, que são muito menores que as bactérias. De acordo com a professora Mariana, o sensor magnetoelástico seria capaz de detectar tanto a partícula viral (desde o início da infecção) quanto os anticorpos produzidos pela pessoa que está ou esteve infectada. Dessa maneira, poderia ser uma ferramenta importante para definir medidas e protocolos em todas as fases da pandemia, inclusive a retomada das atividades econômicas presenciais.

A pesquisadora Talita contou que trabalha há cinco anos na integração de materiais cerâmicos e biológicos para desenvolver sensores point of care, os quais, na visão dela, se adaptam bem à realidade brasileira, na qual grande parte da população fica afastada de laboratórios e hospitais. Com a experiência reunida nesse tempo, a cientista conseguiu finalizar em 2019, junto a uma equipe multidisciplinar, um sensor eletroquímico que detecta o vírus Zika com precisão e em poucos minutos. Atualmente, ela está adaptando essa plataforma à detecção do Sars-COV-2 (o vírus que causa a doença COVID-19).

Pensando na possibilidade de produzir o sensor sem necessidade de insumos importados, principalmente na escala industrial, a pesquisadora correu atrás de parceiros locais e adaptou o sensor aos insumos biológicos que poderiam ser produzidos no país. Além disso, ela está estabelecendo uma parceria com a empresa pública da área de microeletrônica CEITEC, localizada no Rio Grande do Sul, cuja capacidade instalada permitiria fabricar os chips de todos os sensores necessários para testar a população brasileira nas próximas fases da pandemia. “Temos que unir forças para desenvolver soluções que de fato possam ser atendidas pela capacidade industrial do país”, expressou a professora Talita.

Materiais virucidas para máscaras e respiradores

No painel, Dachamir Hotza, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), contou os esforços de superação individual e grupal que tem realizado para levar respostas à sociedade durante a pandemia de COVID-19. Em um desses trabalhos, o pesquisador e seus colaboradores estão realizando a caracterização física e bioquímica de máscaras usadas em hospitais para poder definir de forma precisa em que momento elas perdem suas funcionalidades e precisam ser substituídas. Além disso, trabalhando com outras instituições e uma empresa da região com as quais já colaborava anteriormente, o pesquisador está avançando no desenvolvimento de tecidos com atividade virucida. Uma dificuldade ainda não superada, contou o pesquisador, foi a de acessar um laboratório com nível de segurança suficiente para fazer testes com o novo coronavírus.

Materiais ativos na eliminação do vírus Sars-COV-2 também foram objeto da fala do professor Petrus Santa Cruz, da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). O cientista contou como reuniu conhecimento gerado ao longo de décadas, disponível em artigos e patentes de seu grupo de pesquisa, para seus trabalhos relacionados ao combate à pandemia. Um deles é uma ação emergencial que visa fornecer ao sistema de saúde pública válvulas de respiradores que poderiam ser usados em pacientes infectados com COVID-19 numa fase anterior à intubação, frente a situações de alta ocupação de leitos com ventiladores mecânicos. A equipe interdisciplinar do professor Petrus, que inclui especialistas da área de software, conseguiu vencer o desafio de fabricar essas válvulas em impressoras 3D com a rugosidade superficial necessária para impedir a fixação de microrganismos (inicialmente bactérias e, provavelmente, também vírus). Além disso, o grupo está trabalhando para outorgar a esse e outros materiais um papel ativo na eliminação do vírus, usando nanotecnologia para romper a parede que protege o RNA viral.

Investimentos contínuos para resultados rápidos

Os quatro painelistas destacaram que a capacidade da ciência de dar respostas rápidas à sociedade em momentos emergenciais é resultado de muitos anos de esforços e investimentos. “Não existe um botão liga/ desliga para a ciência, porque ela é feita do acúmulo de conhecimento”, disse o professor Petrus.

Por outro lado, com sucessivos recortes ao orçamento de CTI, muitos pesquisadores brasileiros têm desenvolvido estratégias para driblar as dificuldades e continuar trabalhando. É característica do cientista brasileiro se adaptar a situações adversas, comentou o professor Dachamir.

As falas dos painelistas mostraram que uma combinação entre expertise e persistência, por um lado, e criatividade e reinvenção, por outro, formam parte da receita que estão aplicando em seus trabalhos relacionados ao combate à pandemia.

Outro aspecto destacado pelos cientistas como essencial ao sucesso dos projetos emergenciais foi o trabalho em redes multidisciplinares de colaboração, inclusive junto às empresas que poderiam produzir as soluções na escala industrial.  “Este é o momento de cruzarmos as expertises de todos para dar uma resposta rápida à sociedade”, disse a professora Mariana.

Sócio fundador da SBPMat entre os autores mais citados do Journal of Non-Crystalline Solids.


Prof Edgar Zanotto
Prof Edgar Zanotto

O professor Edgar D. Zanotto (DEMa – UFSCar) aparece em destaque no relatório dos artigos mais “baixados” e mais citados em 2019 do Journal of Non-Crystalline Solids (JNCS).  De fato, o  sócio-fundador da SBPMat é coautor de 3 dos 10 artigos mais “baixados” em 2019, dentre mais de 27.000 papers da revista. Além disso, 2 artigos assinados por Zanotto constam entre os 5 artigos mais citados em 2019.

Fundado em 1968, o JNCS é um periódico da editora Elsevier de grande prestígio na área de ciência dos materiais vítreos.

Mais informações: http://www.ppgcem.ufscar.br/pt-br/artigos-de-professores-e-alunos-do-ppgcem-em-destaque-no-journal-of-non-crystalline-solids

SBPMat e outras sociedades científicas apoiam iniciativas que arrecadam doações para comunidades pobres e favelas.


Endossando ação da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), a SBPMat e outras sociedades científicas apoiam iniciativas meritórias que buscam angariar apoio financeiro (doação) às comunidades e favelas que estão passando por uma situação de muita ameaça ao bem mais precioso que temos, a própria vida. Estudos do perfil das mortes pela COVID-19 no Brasil, mostram que, diferentemente da Europa, o CEP (endereço) é também um forte determinante das situações de morte. Muitos jovens e adultos abaixo de 60 anos estão morrendo nas comunidades.

Como sugestão de apoio financeiro, segue uma lista de ações de abrangência nacional que apoiam favelas e comunidades pobres no território nacional. A listagem abaixo foi extraída do site www.paraquemdoar.com.br , onde também é possível encontrar outras iniciativas locais.

#FamiliaApoiaFamilia
#favelacontraovirus
#SOSPrecisamosContinuar
ActionAid no combate ao coronavírus
Ação contra o coronavirus
ACNUR
Criança Segura no combate à pandemia
Doações Emergências para o Fundo Baobá
Fraternidade Sem Fronteiras
Fundo de Amparo aos Profissionais do Audiovisual Negro
Fundo ELAS na Emergência do Futuro
Fundo Emergencial para a saúde – Coronavírus Brasil
Fundo Éditodos
Juntos pelo melhor
Juntos somos mais forte contra o coronavirus
Mães de Favela (exceto Alagoas)
Matchfunding ENFRENTE
Matchfunding: Salvando Vidas
Não espalhe o vírus, #EspalheSolidariedade
Observatório de Favelas
Por uma quarentena mais justa
PROJETO ISOLAR
Redes de Apoio
Transforma Brasil
UNICEF no Brasil
Unidos Contra a COVID-19: Fundação Oswaldo Cruz

Boletim da SBPMat. 92ª edição.


 

 

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Boletim da
Sociedade Brasileira
de Pesquisa em Materiais

Edição nº 92. 30 de abril de 2020.

Notícias da SBPMat

– Marcha virtual pela ciência. A SBPMat convida a comunidade de pesquisa em materiais a participar da Marcha Virtual pela Ciência no Brasil, convocada pela SBPC para o dia 7 de maio de 2020. Saiba mais.

– B-MRS Meeting. SBPMat/B-MRS e IUMRS anunciam novo cronograma e plenaristas do evento conjunto que, em função da pandemia de COVID-19, foi adiado para 2021. Saiba mais.

– Carta ao ministro da Saúde. SBPMat e mais de 60 entidades científicas endossam a carta enviada em 29 de abril ao ministro Nelson Teich pedindo um plano de ação de enfrentamento à pandemia de COVID-19 “baseado em dados levantados pela ciência e espelhado em atitudes que foram executadas com sucesso por governos de outros países”. Saiba mais.

– Carta ao ministro da CTI. SBPMat subscreve, junto a cerca de 70 entidades científicas, carta ao ministro Marcos Pontes, enviada em 29 de abril. O documento destaca a importância da ciência básica e solicita a criação de um grupo de trabalho com representantes da comunidade científica para definição de estratégias referentes à pesquisa básica. Saiba mais.

– Pacto pela vida e pelo Brasil. SBPMat e mais de 100 entidades endossam o documento, que foi encaminhado aos presidentes dos três Poderes no Dia Mundial da Saúde, 7 de abril. Documento pede a união de toda a sociedade, solidariedade, disciplina e coduta ética e transparente do governo, tomando por base as orientações da ciência e dos organismos de saúde pública no enfrentamento à pandemia. Saiba mais.

Eventos online da SBPMat

A SBPMat convida a comunidade a participar do painel de discussão online sobre materiais e COVID-19, que será realizado dentro da Marcha Virtual pela Ciência no Brasil. Trabalhos envolvendo membros da comunidade, relacionados à prevenção, diagnóstico e tratamento da COVID-19 serão apresentados por quatro pesquisadores no dia 7 de maio às 13:30. A participação é aberta e gratuita. Saiba mais.

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Políticas de CTI

Após batalha da comunidade científica para impedir que recursos do setor fossem contingenciados em 2020, Projeto de Lei de Diretrizes Orçamentárias para 2021 protege as despesas de CTI do contingenciamento, mas deixa aberta a possibilidade de captura de recursos da área para reservas de contingência. Saiba mais.

Artigo em Destaque

Uma equipe de pesquisadores das áreas odontológica e de materiais desenvolveu um revestimento para o titânio, material amplamente usado em implantes dentários. Altamente rugoso e superhidrofóbico, o revestimento diminui significativamente o acúmulo de bactérias na sua superfície. O material pode constituir uma estratégia promissora para evitar infecções ao redor dos implantes dentários. O trabalho foi recentemente reportado na ACS Applied Materials and Interfaces. Saiba mais.

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Cientista em Destaque

Entrevistamos Edson Roberto Leite, professor da UFSCar e diretor científico do LNNano-CNPEM. O prof. Leite foi distinguido pela SBPMat com o Prêmio José Arana Varela na sua primeira edição. Cientista destacado na área de materiais, com contribuições internacionalmente reconhecidas no estudo do crescimento de nanocristais, Edson Leite fala na entrevista sobre suas contribuições científicas favoritas e seu gosto pela ciência, e compartilha lembranças sobre José Arana Varela, a quem considera seu pai científico. Veja aqui.

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XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM
(Foz do Iguaçu, Brasil,
29 de agosto a 2 de setembro de 2021)

Adiado em função da pandemia de Covid-19.

Nova data do evento: 29 de agosto a 2 de setembro de 2021.

Mesmo local do evento: Rafain Convention Center – Foz do Iguaçu.

Submissão de propostas de simpósio: 4 de maio a 2 de novembro de 2020.

Submissão de resumos: 1º de fevereiro a 11 de abril de 2021.

Palestras plenárias: 7 palestras plenárias e 1 palestra memorial confirmadas.

Site do evento com novo calendário e informações atualizadas: www.sbpmat.org.br/19encontro/

Mais informações sobre a chamada de simpósios: https://www.sbpmat.org.br/pt/sbpmatb-mrs-e-iumrs-anunciam-novo-cronograma-e-plenaristas-do-evento-conjunto-em-2021/

Dicas de Leitura

– Cientistas preparam filme ultrafino flexível de óxido normalmente quebradiço e desenvolvem técnica para manipulá-lo, esticá-lo e mantê-lo esticado, controlando dessa maneira sua condutividade elétrica (paper da Science). Saiba mais.

– Combinação de polímeros com uma ampla gama de líquidos iônicos gera novos materiais com propriedades ajustáveis para uso em sensores, remediação ambiental, baterias, biomedicina… Materiais podem ser compatíveis com impressão 3D (paper da Advanced Functional Materials). Saiba mais.

– Com sofisticada nanoengenharia, cientistas conseguem produzir uma estrutura nanométrica porosa que tinha sido predita teoricamente e confirmam que esta leve nanoestrutura é mais forte que o diamante (paper da Nature Communications). Saiba mais.

– Cientistas conseguem achar em 5 semanas os 8 melhores materiais para uma nova bateria entre 3 milhões de candidatos, graças a um método de treinamento de redes neurais (paper da ACS Central Science). Saiba mais.

Oportunidades

– Chamada de propostas de pesquisa ou inovação em materiais, transnacionais e de alto risco da Fapesp + consórcio M-ERA . NET. Saiba mais.

– Vaga para pesquisador no CNPEM na área de bioeletrônica baseada em grafeno e materiais 2D (LNNano). Saiba mais.

– Vaga para pesquisador no CNPEM em métodos computacionais aplicados a enzimas (LNNano e LNBR). Saiba mais.

Processo seletivo para mestrado e doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais na USP: ação emergencial Covid-19. Saiba mais.

Eventos

XLI Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência. Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 5 a 7 de outubro de 2020. Site.

5th International Conference of Surfaces, Coatings and NanoStructured Materials – Americas (NANOSMAT-Americas). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 7 a 10 de outubro de 2020. Site.

7th Meeting on Self Assembly Structures in Solution and at Interfaces. Bento Gonçalves, RS (Brasil). 4 a 6 de novembro de 2020. Site.

Pan American Ceramics Congress and Ferroelectrics Meeting of Americas (PACC-FMAs 2020). Panamá (Panamá). 15 a 19 de novembro de 2020. Site.

4th Workshop on Coated Tools & Multifunctional Thin Films. Campinas, SP (Brasil). 16 a 19 de novembro de 2020. Site.

XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM (International Conference on Electronic Materials). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 29 de agosto a 2 de setembro de 2021. Site.

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Painel de discussão online: Pesquisa/ Engenharia de Materiais e COVID-19. Colaborar com o combate à pandemia.


SBPC_MarchaVirtualPelaCiência-2020_03_instagram-1Quatro pesquisadores apresentarão brevemente seus trabalhos relacionados à prevenção, diagnóstico e tratamento da COVID-19 e seus possíveis impactos sociais nas diversas fases da pandemia. Serão abordados assuntos como testes para diagnóstico da doença, materiais virucidas, desempenho de EPIs e impressão 3D de equipamentos médicos. O evento prevê a participação do público mediante perguntas aos painelistas.

Quando? No dia 07/05 (quinta-feira) das 13h30 às 14h45.

Onde? No link https://us02web.zoom.us/j/89257527569. O acesso ao evento é aberto e gratuito. Basta clicar no link.

Quem realiza? SBPMat. O painel faz parte da programação da Marcha Virtual da Ciência no Brasil, organizada pela SBPC.

Mediador: Carlos César Bof Bufon, pesquisador e chefe da Divisão de Dispositivos no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM). Membro do comitê organizador do XIX B-MRS Meeting.


Painelistas

banner painelDachamir Hotza. Professor e pesquisador da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Doutor em Engenharia de Materiais. O professor Dachamir está trabalhando na avaliação do desempenho de equipamentos de proteção individual (EPIs) para uso hospitalar e para a população em geral, tanto os que já são comercializados quanto alternativas ainda não disponíveis. O trabalha analisa materiais já usados pela indústria e também novas alternativas. O projeto também abrange a extensão do tempo de uso de EPIs mediante a incorporação de agentes virucidas e bactericidas e por meio de procedimentos de recondicionamento.

Mariana Roesch Ely. Professora e pesquisadora da Universidade de Caxias do Sul (UCS) com formação na área de Saúde/ Biologia e um histórico de interação com químicos, físicos e engenheiros. Atua nos programas de pós-graduação em Biotecnologia e em Engenharia e Ciência dos Materiais dessa universidade. Mariana tem experiência em biossensores magnetoelásticos para detecção de bactérias e vírus zika. Com base nesses sensores, a cientista está atualmente trabalhando no desenvolvimento de testes para diagnóstico de COVID-19, em cooperação com diversas instituições brasileiras.

Petrus Santa Cruz. Professor e pesquisador da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), onde atua nos programas de pós-graduação em Química e Ciência dos Materiais. Coordenador da hub de inovação Ponto Quântico Nanodispositivos. Doutor em Ciência dos Materiais. Baseado na sua experiência em nanotecnologia e materiais inspirados na natureza, o professor Petrus está trabalhando em projetos de novos materiais para impressão 3D com ação ativa/passiva para evitar contaminação de dispositivos hospitalares. Recentemente, tem fabricado, por impressão 3D, válvulas para respiradores que poderiam ser usados em situações emergenciais. O pesquisador também está atuando no desenvolvimento de um dispositivo para monitoramento pessoal da produção cutânea de vitamina D3 catalisada pelo sol, a qual tem relação com a prevenção de infecções agudas do trato respiratório.

Talita Mazon. Pesquisadora do CTI Renato Archer e do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). Doutora em Química. A pesquisadora Talita tem experiência no desenvolvimento de biossensores eletroquímicos, tendo desenvolvido testes rápidos e precisos (conhecidos como “point of care”) para detecção dos vírus da zika e dengue. Atualmente, a cientista trabalha na adaptação dessa tecnologia para diagnóstico da COVID-19. Ela também está atuando na articulação de parceiros para uma possível produção nacional dos testes em um período de curto/médio prazo.

SBPMat/B-MRS e IUMRS anunciam novo cronograma e plenaristas do evento conjunto que será realizado em 2021.


logo2021b_400pxA Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat/ B-MRS) e a União Internacional de Sociedades de Pesquisa em Materiais (IUMRS) divulgam o novo cronograma e confirmam os plenaristas do evento conjunto XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM. Em função da pandemia de Covid-19, o evento conjunto, que seria realizado neste ano, foi adiado para ocorrer de 29 de agosto a 2 de setembro de 2021. O local do evento será mantido: o Rafain Palace Hotel and Conventions, localizado em Foz do Iguaçu (PR, Brasil).

A nova chamada de propostas de simpósios temáticos inicia em 4 de maio e encerra em 2 de novembro de 2020. Os organizadores de simpósio que apresentaram propostas em 2019 poderão submetê-las novamente nesta chamada. Além disso, o sistema estará aberto para receber novas propostas, as quais devem ser elaboradas por grupos de pesquisadores, de preferência de composição internacional, em temas relacionados a qualquer tipo de material, da síntese às aplicações (inclusive materiais eletrônicos, que são o foco do IUMRS ICEM).

Para submeter uma proposta de simpósio, basta preencher o formulário online disponibilizado no site do evento. As propostas de simpósio serão avaliadas pelo comitê do evento, e, entre o final de 2020 e o início de 2021 será divulgada a lista dos simpósios aprovados. A submissão de resumos de trabalhos para apresentação dentro dos simpósios estará aberta de 1º fevereiro a 11 de abril de 2021. Os organizadores dos simpósios serão responsáveis pela avaliação dos resumos submetidos e pela programação do simpósio.

Os simpósios constituirão o eixo principal do evento junto às palestras plenárias, as quais contarão com cientistas internacionalmente destacados, tais como Alex Zunger (University of Colorado Boulder, EUA), Edson Leite (LNNano, Brasil), Hideo Hosono (Tokyo Institute of Technology, Japão), John Rogers (Northwestern University, EUA), Luisa Torsi (Università degli Studi di Bari “A. Moro”, Itália), Tao Deng (Shanghai Jiaotong University, China) e Thuc-Quyen Nguyen (University of California Santa Barbara, EUA). A tradicional palestra memorial do B-MRS Meeting será proferida pelo professor Cid Bartolomeu de Araújo (UFPE, Brasil). Todos os palestrantes confirmaram presença no evento.

O XIX B-MRS Meeting + IUMRS – ICEM 2021 é coordenado pelos professores Gustavo Martini Dalpian (UFABC) na coordenação geral, Carlos Cesar Bof Bufon (LNNANO) na coordenação de programa e Flavio Leandro de Souza (UFABC) como secretário geral. No comitê internacional, o evento conta com cientistas da América, Ásia, Europa e Oceania.

Site do evento: https://www.sbpmat.org.br/19encontro/

Cientista em destaque: Edson Roberto Leite.


Prof Edson Roberto Leite
Prof Edson Roberto Leite

Lembranças muito agradáveis marcam a história de Edson Roberto Leite com a ciência: o livro sobre foguetes na infância no interior de São Paulo, a oportunidade de utilizar um microscópio excepcional durante o período sabático nos Estados Unidos, a descoberta de um mecanismo de crescimento de nanocristais no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron…

Também fazem parte dessas belas memórias, vários momentos que ele viveu junto a seu tutor e pai científico, o professor José Arana Varela, proeminente cientista brasileiro da área de materiais falecido em 2016. Arana Varela foi homenageado pela SBPMat com a criação, em 2019, de um prêmio que leva seu nome, e que distingue anualmente um pesquisador de destaque do Brasil, o qual profere uma palestra plenária no evento anual da Sociedade. Na sua primeira edição, a distinção foi concedida, justamente, a Edson Roberto Leite, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e diretor científico do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano-CNPEM). Leite também é editor para América Latina do Journal of Nanoparticle Research (Springer).

Edson Roberto Leite formou-se em Engenharia de Materiais pela UFSCar em 1988. Na dúvida entre seguir uma carreira na indústria ou na academia, tentou, inicialmente, conciliar ambas.  Depois de formado, trabalhou na área de pesquisa e desenvolvimento da 3M, enquanto fazia o mestrado e iniciava o doutorado, ambos em Ciência e Engenharia de Materiais na UFSCar. Em 1992, saiu da empresa para poder se dedicar melhor ao doutorado, numa decisão que, segundo ele conta, não agradou o sogro, preocupado com o sustento da família que já contava com dois filhos. Entretanto, ao longo dos anos, os resultados dessa decisão foram muito positivos. Em 1994, pouco depois de defender o doutorado, Leite tornou-se professor do Departamento de Química da UFSCar e iniciou uma carreira de pesquisador em materiais que resultaria não apenas frutífera, como também prazerosa.

Coautor de mais de 400 artigos científicos publicados com mais de 19 mil citações, hoje Leite possui um índice h de 72 (Google Scholar). O cientista também é editor de três livros relacionados a materiais para energia e coautor de um livro sobre o processo de nucleação e crescimento em nanocristais. Leite recebeu vários prêmios, incluindo o Scopus Prize da Elsevier/ CAPES (2006), pela excelência do conjunto da sua produção científica, e a John Simon Guggenheim Memorial Foundation Fellowship (2009), outorgada a cientistas com excepcional capacidade em pesquisa. Em 2012, Edson Leite foi eleito membro da World Academy of Ceramics e da Academia de Ciências do Estado de São Paulo. Em 2014, foi um dos coordenadores do Spring Meeting da Materials Research Society, realizado em San Frascisco (EUA). Em 2019 foi eleito membro titular da Academia Brasileira de Ciências (ABC).

Leia nossa entrevista e saiba mais sobre este cientista, suas principais contribuições e suas lembranças sobre o professor Arana Varela.

Boletim da SBPMat: Na escola, você tinha mais afinidade com disciplinas de ciências, certo? Você se lembra como nasceu esse gosto pela ciência? 

Edson Roberto Leite: A história de uma pessoa tem sempre a versão pessoal e a versão das pessoas que conviveram com ela. Vou passar a minha visão de como ocorreu.

Na escola sempre tive muita afinidade por Ciências e História. Algo marcante para mim foi quando estava no terceiro ano do ensino primário (atualmente ensino fundamental) e meu pai me levou na Biblioteca Municipal de Araras para tirar o cartão de associado e assim poder ter acessos aos livros. O primeiro livro que retirei foi sobre foguetes. Sempre adorei a conquista do espaço e a ciência por trás dos momentos históricos fundamentais. É importante salientar que o homem tinha chegado à lua apenas alguns anos antes, a energia nuclear era vista como a solução energética mundial e os semicondutores estavam apenas iniciando.

Além desta lembrança gostosa, tinha outros incentivos, inclusive um desenho animado muito legal que era Jonny Quest. Este desenho animado, além de aventuras, tinha muito de ficção científica, e o pai do Jonny (Dr. Benton Quest) era um cientista renomado e com um excelente laboratório de pesquisa na própria casa.

A minha infância então foi sempre marcada por uma forte influência das disciplinas de ciência. Acho que isso me levou facilmente me definir por Engenharia. No início minha idéia era de me tornar um engenheiro mecânico, porém durante meu cursinho preparatório para o vestibular conheci a Engenharia de Materiais, na UFSCar. Prestei no meio do ano de 1983 e passei. A partir daí já sabia o que eu queria e o que eu gostava.

Porém, uma dúvida ainda existia, ir para a área acadêmica ou ir para a indústria (meu pai era funcionário da Nestlé em Araras e o setor industrial sempre me chamou a atenção). Durante a graduação, fui morar na república do Celso V. Santilli (hoje um importante pesquisador na área de Materiais, Professor do IQ-UNESP-Araraquara) e ele me levou a fazer a iniciação científica com os professores Elson Longo e José Arana Varela. Foi aí que aprendi o que era ciência e meu gosto pela área acadêmica cresceu. Já em 1984 tive a primeira bolsa de IC da FAPESP com orientação do Prof. Varela (que era professor convidado do departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da UFSCar). Em 1988 me formei, entrei para o mestrado do DEMa-UFSCar e fui trabalhar como engenheiro de desenvolvimento na 3M do Brasil, em Sumaré, SP. Meu diretor na 3M era o engenheiro Aloysio Pizarro e ele me liberou para o mestrado (que defendi em 1990 com orientação do Prof. Elson) e para o doutorado (iniciado em 1990). No ano de 1992, vi que seria impossível conciliar a área de pesquisa e minhas atividades na 3M, então saí da 3M para me dedicar inteiramente a pesquisa acadêmica, voltando para São Carlos. Terminei o doutorado em 1993 com orientação do Prof. José A. Varela. Em janeiro de 1994, ingressei como professor adjunto no departamento de Química da UFSCar e ingressei ao LIEC (Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica), fundado pelo Elson, Varela e Bulhões (Prof. Luís Otávio S. Bulhões). Voltei para a casa que me introduziu para a ciência.

Essas foram as minhas influências…

Boletim da SBPMat: Quais são, na sua própria avaliação, as suas principais contribuições à área de Materiais? 

Edson Roberto Leite: Desde a IC venho trabalhando principalmente com materiais inorgânicos, mais especificamente materiais cerâmicos. Assim, vou relatar as contribuições que acho mais importantes, segundo meu ponto de vista (na verdade pode ser que sejam as contribuições que eu mais gostei de trabalhar).

Desde 1994 venho trabalhando basicamente com química e físico-química de materiais e atuei em várias áreas, entre elas: síntese química de óxidos cerâmicos, síntese de nanopartículas com tamanho e morfologia controlada, crescimento de nanocristais, propriedades elétricas de óxidos cerâmicos, materiais para aplicação em dispositivos de energia alternativa e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Durante esse período, sempre desenvolvendo os trabalhos em colaboração com os professores Elson Longo e José A. Varela, no LIEC do DQ-UFSCar. Dentre estas diferentes áreas vou destacar minhas contribuições em crescimento de nanocristais e os trabalhos em energia alternativa.

No ano de 1998, ou seja, 4 anos após minha contratação, fui fazer um período sabático nos EUA, no grupo do Prof. Martin P. Harmer, em Lehigh University (Betlehem, PA). Nesse meu sabático, trabalhei na conversão de cerâmicas policristalinas em cerâmicas monocristalinas, usando o crescimento controlado de grãos. Foi um ano maravilhoso e minhas recordações daquele período são vivas na minha memória. Ainda lembro do cheiro do laboratório e das amizades vivenciadas. Do ponto de vista profissional, o trabalho me chamou a atenção para o processo de crescimento de cristais orientados no estado sólido. Minha contribuição ao projeto foi caracterizar o processo de crescimento usando técnicas avançadas de microscopia eletrônica de transmissão.  Nessa época tive a oportunidade de operar o microscópio eletrônico de transmissão analítico VG-603. Foram produzidos poucos microscópios iguais a esse, e me lembro até hoje as palavras do coordenador do laboratório de microscopia de Lehigh, Dr. Dave Ackland dizendo que: “poucos pesquisadores no mundo tiveram a honra de operar este equipamento”. Voltando ao Brasil em 1999, me dediquei muito à microscopia e, com a ajuda do recém-criado Laboratório de Microscopia Eletrônica do LNLS (idealizado em 1997 pelo Dr. Daniel Ugarte), comecei a estudar o processo de crescimento de nanocristais em solução coloidal. Rapidamente identifiquei, para nanocristais de SnO2, um mecanismo de crescimento recém descrito na literatura, conhecido como “Oriented Attachment” (OA). O primeiro artigo que publicamos sobre esse mecanismo de crescimento de nanocristais foi em 2003. Nesse período consegui criar um grupo de estudantes de mestrado e doutorado de alto nível (hoje esses estudantes são pesquisadores e professores), o que possibilitou explorar muito esse mecanismo de crescimento. Na realidade, nós publicamos, quase que simultaneamente com grupos americanos, o primeiro modelo cinético para descrever esse processo de crescimento, e logo depois publicamos dois artigos importantes, sendo um relacionado com o crescimento de nanocristais anisotrópicos e outro correlacionando o processo OA com um processo de polimerização. Ambos artigos considerados pioneiros na área. O reconhecimento internacional na área veio com o convite para publicar dois artigos de revisão (um na Nanoscale e outro na CrysEngComm), sendo um deles inclusive em colaboração com os maiores especialistas internacionais na área de cinética de crescimento de nanocristais por OA.

Em energia alternativa, comecei a trabalhar já em 2004, quando ajudei a organizar um simpósio sobre o tema no MRS Spring Meeting de San Francisco. Após isso, investimos nessa área e, com um novo grupo de estudantes brilhantes, conseguimos resultados fantásticos, entre 2007 e 2016, relativos ao desenvolvimento de fotoanodos de hematita para promover a foto-eletrólise da água, visando a produção de hidrogênio. Desenvolvemos um processo de fabricação de eletrodos baseado na deposição coloidal de nanocristais. Isso possibilitou as publicações de mais alto impacto da minha carreira, em jornais como o JACS e Energy Environ. Sci. Nesse mesmo período desenvolvemos um método de síntese de MoS2 (material 2D), combinando método sol-gel não hidrolítico e reação em microondas. Isso resultou novamente em materiais excelentes para eletrocatálise e para supercapacitores. Essa pesquisa também possibilitou publicações em jornais de alto impacto, tais como Chem. Comm e Advanced Energy Materials. Sem dúvida, este time de alunos nos colocou no estado da arte de desenvolvimento de materiais para energia alternativa.

Gostaria de destacar somente mais uma contribuição importante, que foi no estudo do processo de combustão em fornos de fusão de vidro, realizado com financiamento da White Martins/Praxair. Neste trabalho, realizado com o Prof. Carlos Paskocimas (atualmente na UFRN) e os Prof. Elson e Varela, caracterizamos a taxa de corrosão dos fornos e propusemos soluções tecnológicas para inibir esta corrosão. Este trabalho foi um sucesso na época e fomos convidados a apresentar os resultados na Corning Glass e na Praxair nos Estados Unidos.

Boletim da SBPMat: Você foi distinguido na primeira edição do prêmio José Arana Varela da SBPMat, que homenageia esse proeminente cientista brasileiro (falecido em 2016), ex-presidente da SBPMat.  O professor Varela foi seu orientador de doutorado e seu coautor em muitos artigos publicados. Você poderia compartilhar conosco alguma lembrança sobre o professor Varela e comentar a parceria científica que se desenvolveu entre vocês ao longo do tempo?  Fique à vontade para deixar também algum comentário mais pessoal.

Edson Roberto Leite: Como comentei acima, fui apresentado aos professores Varela e Elson durante a minha graduação e o Prof. Varela foi meu orientador de IC e de doutorado. Na verdade, fui o primeiro aluno de doutorado formado pelo Varela, isso em 1993. Ser o primeiro a ganhar este prêmio é uma honra, que me deixou muito feliz. Além de ter sido meu orientador, Prof. Varela foi um tutor e quase um pai, me ensinando e me introduzindo na comunidade científica nacional e internacional. Foi com ele que fiz minha primeira viagem ao exterior, em 1993, onde ele me apresentou os grandes nomes da Cerâmica internacional no congresso americano da American Ceramic Society. Foi nesta oportunidade que conheci o Prof. Gary Messing e Prof. Harmer. Me lembro dele me apresentar o famoso Prof. W.D. Kingery, o pai da Cerâmica moderna. Foi o Varela que me incentivou a ser membro da World Academy of Ceramics. Foram várias viagens, abrindo novas frentes de trabalho e novas áreas de pesquisa. Como tutor e orientador ele sabia me chamar a atenção e indicar meus erros. Me lembro, já mais recentemente, em um MRS Fall meeting em Boston (USA), uma longa discussão que tivemos onde ele sem titubear me “puxou a orelha” e me orientou nos problemas futuros que teria como líder de grupo na área de Química de Materiais. Sei que fui um aluno rebelde na visão dele, mas tenho certeza que ele se orgulhou da formação que me deu. A morte prematura dele me pegou de surpresa e sinto muito sua falta. Sinto falta das nossas discussões, das nossas conversas e principalmente de seus conselhos e orientações.

Boletim da SBPMat: Por favor, deixe uma mensagem para nossos leitores mais jovens que estão iniciando uma carreira de cientistas ou estão avaliando essa possibilidade.

Edson Roberto Leite: Não sou bom com as palavras, meus alunos e ex-alunos sabem que sou muito direto. Nunca me preocupei em planejar minha carreira, tudo foi acontecendo seguindo meus instintos. O que sou hoje se deve muito a meus estudantes e ao apoio de dois pais científicos, os professores Elson e Varela. O meu trabalho não é um trabalho, é um hobby. Assim minha mensagem é: Para atingir o sucesso em uma carreira científica é preciso gostar muito do que você faz.  

Artigo em destaque: Implantes dentários antimicrobianos.


Imagem de microscopia eletrônica de varredura do novo revestimento antibiofilme.
Imagem de microscopia eletrônica de varredura do novo revestimento antibiofilme.

Biofilmes são comunidades de microrganismos que convivem dentro de uma matriz polimérica produzida por eles mesmos formando uma estrutura tridimensional. Os biofilmes crescem aderidos às mais diversas superfícies, naturais ou artificiais, e podem incluir uma diversidade de bactérias e fungos. Quando encontradas sobre nossos dentes, essas comunidades de micróbios podem causar prejuízos à saúde bastante conhecidos, como a cárie dental. Ainda dentro da boca, onde a tendência a formar biofilmes não é pequena, implantes dentários também podem ser prejudicados pela ação de biofilmes. De fato, a principal causa de falha em implantes dentários está relacionada a infecções nos tecidos circundantes ao implante, devidas ao acúmulo de bactérias sobre os parafusos de titânio que são implantados pelo cirurgião-dentista no osso do maxilar ou mandíbula para fazer o papel de raízes das próteses dentárias.

Pensando nesse problema, uma equipe de pesquisadores de áreas relacionadas a odontologia e materiais desenvolveu um revestimento capaz de reduzir a adesão de bactérias e fungos à superfície do titânio, atacando assim a formação de biofilmes na sua primeira etapa. No novo revestimento, a adesão de bactérias foi oito vezes menor do que no titânio sem revestir. Além disso, o revestimento mudou a composição da população de micróbios nos biofilmes que chegaram a aparecer na superfície. Dessa maneira, a presença de bactérias diretamente responsáveis por gerar infecções em torno dos implantes foi sete vezes menor no revestimento do que no titânio sem revestir. “Nosso revestimento não apenas reduziu a adesão de microrganismos, mas também modificou a sua composição para um perfil menos agressivo ao hospedeiro”, resume o professor Valentim Adelino Ricardo Barão (UNICAMP), autor correspondente de artigo sobre o trabalho, recentemente publicado na ACS Applied Materials and Interfaces. Finalmente, além de gerar as propriedades antibiofilme no titânio, o revestimento manteve a biocompatibilidade desse material, permitindo o crescimento de células humanas em sua superfície, e aumentou sua resistência à corrosão.

De acordo com os autores do trabalho, este novo revestimento pode ser uma estratégia promissora para controlar a formação de biofilmes em implantes de titânio e assim reduzir o desenvolvimento de infecções microbianas. “Inúmeros revestimentos vêm sendo desenvolvidos nesta área”, contextualiza o professor Barão. “No entanto, os disponíveis no mercado objetivam, principalmente, melhorar propriedades biomecânicas e a biocompatibilidade, não sendo efetivos em reduzir o acúmulo de microrganismos”. Conforme os autores do artigo, para poder aplicar o titânio revestido em pacientes e disponibilizá-lo no mercado, seria necessário testar sua inserção como implante dentário em modelos animais e, finalmente, realizar um ensaio clínico controlado que contemple a inserção do material em seres humanos.

Do desenvolvimento do material aos estudos in vitro e in situ.

Os autores do artigo. A partir da esquerda do leitor: Joao Gabriel Silva Souza, Martinna M. Bertolini, Raphael Cavalcante Costa, Jairo Matozinho Cordeiro, Bruna Egumi Nagay, Amanda B Almeida, Belén Retamal-Valdes, Francisco Nociti, Magda Feres, Elidiane Cipriano Rangel, e Valentim Adelino Ricardo Barao.
Os autores do artigo. A partir da esquerda do leitor: Joao Gabriel Silva Souza, Martinna M. Bertolini, Raphael Cavalcante Costa, Jairo Matozinho Cordeiro, Bruna Egumi Nagay, Amanda B Almeida, Belén Retamal-Valdes, Francisco Nociti, Magda Feres, Elidiane Cipriano Rangel e Valentim Adelino Ricardo Barão.

A pesquisa foi realizada dentro do doutorado de João Gabriel Silva Souza, com orientação do professor Barão e financiamento das agências brasileiras Fapesp e Capes. A tese foi defendida em 2019 no Programa de Pós-Graduação em Clínica Odontológica da Faculdade de Odontologia de Piracicaba da UNICAMP.

O objetivo principal da tese, conta Souza, foi desenvolver um revestimento para o titânio, material amplamente usado em odontologia, com capacidade de reduzir o acúmulo microbiano, usando a tecnologia de plasma de baixa pressão. As buscas bibliográficas apontaram que uma superfície superhidrofóbica seria uma promissora alternativa para reduzir a adesão de bactérias em titânio e suas ligas. Considera-se que uma superfície é superhidrofóbica (ou seja, muito difícil de molhar) quando o ângulo formado entre ela e uma gota de água é maior que 150º. A superhidrofobicidade, por sua vez, tem como bases a alta rugosidade e a composição química da superfície.

 “Com base nessa ideia e estudos prévios já desenvolvidos pelo grupo de pesquisa do professor Barão, buscamos desenvolver um revestimento superhidrofóbico com a tecnologia de plasma, alterando diversos parâmetros, como pressão, gases etc.”, conta Souza.

O revestimento foi desenvolvido e caracterizado no Laboratório de Plasmas Tecnológicos da UNESP – Sorocaba, que engloba o Laboratório Multiusuário de Caracterização de Materiais, sob orientação da professora Elidiane Rangel. “A professora Elidiane tem ampla experiência na área e vem contribuindo amplamente com nosso grupo de pesquisa no desenvolvimento de revestimentos para aplicabilidade odontológica”, comenta o professor Barão.

Enquanto a literatura científica registrava revestimentos superhidrofóbicos fabricados, principalmente, em duas etapas (uma para obter rugosidade e a segunda para conseguir a hidrofobicidade), a professora Rangel conseguiu fabricar o revestimento em apenas uma etapa, usando a técnica de PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition). Nessa técnica, forma-se, dentro de um reator, uma atmosfera de gases cuidadosamente selecionados (neste caso, oxigênio, argônio e hexametildissiloxano, de fórmula C6H18OSi2). Depois de aplicar uma tensão elétrica, essa atmosfera fica altamente energizada (em estado de plasma), os gases se decompõem e geram-se espécies (átomos, moléculas, íons) com muita propensão a reagir quimicamente. Essas espécies formam novos compostos que se depositam em estado sólido na superfície do material que se deseja revestir (neste caso, o titânio).

Para fabricar o revestimento superhidrofóbico por meio dessa técnica, a professora Elidiane realizou um processo único de 60 minutos. O resultado foi uma superfície baseada em silício e oxigênio, de aspecto semelhante à couve-flor, com uma rugosidade diversa. Fazendo uma analogia com o relevo do nosso planeta, o revestimento apresentou, na escala micrométrica, montanhas de diversas alturas e formatos, separadas por vales e cânions.

Depois de obter o revestimento, com o objetivo de testar sua efetividade como antibiofilme, a pesquisa envolveu grupos de pesquisa da Universidade de Guarulhos e da University of Connecticut Health Center (EUA), onde o então doutorando Souza realizou o chamado “período sanduíche de doutorado”. Além disso, o Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) e o Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) foram utilizados para caracterização do revestimento e análise da composição de proteínas aderidas nele, respectivamente.

A equipe de cientistas fez então uma série de testes e análises microbiológicas, tanto em laboratório (in vitro), quanto na boca de voluntários (in situ), sempre comparando o titânio sem revestir e o titânio com o revestimento superhidrofóbico. Em um dos experimentos in vitro, utilizaram saliva natural como meio de cultivo de diversos microrganismos usualmente presentes em biofilmes que crescem em implantes. Em contato com esse meio, as amostras de titânio revestidas mostraram um desempenho antibiofilme muito bom com relação ao titânio sem revestir: a adesão do conjunto de micróbios foi oito vezes menor, e, em particular, a adesão de uma bactéria diretamente responsável pela formação da matriz dos biofilmes foi 17 vezes menor. Consequentemente, em uma etapa posterior do experimento, a formação de biofilme no revestimento foi escassa e esparsa.

Em outro interessante teste, realizado in situ, quatro voluntários usaram durante 3 dias um aparelho no palato, formado por alguns discos de titânio sem tratar e outros com o revestimento superhidrofóbico. Ao analisar a composição dos biofilmes formados nas duas superfícies, a partir da parceria com a professora Magda Feres da Universidade de Guarulhos, os pesquisadores se surpreenderam mais uma vez com o desempenho positivo do revestimento desenvolvido, que reduziu em sete vezes a presença de patógenos diretamente associados a infecções que levam a falhas em implantes dentários, alterando a composição de microrganismos presentes.

Acima à esquerda do leitor, reconstrução 3D baseada em microscopia confocal a laser mostra a densa formação de picos no novo revestimento. Alta rugosidade com relação ao titânio sem revestir (controle) também pode ser vista na imagem abaixo. No centro, superhidrofobicidade obtida: a gota de água não se espalha na superfície. À direita, imagens mostram o revestimento com proliferação de células humanas, mostrando biocompatibilidade (acima) e o reduzido acúmulo bacteriano (manchas verdes), abaixo.
Acima e à esquerda do leitor, reconstrução 3D baseada em microscopia confocal a laser mostra a densa formação de picos no novo revestimento. Alta rugosidade com relação ao titânio sem revestir (controle) também pode ser vista abaixo. No centro, superhidrofobicidade obtida: a gota de água não se espalha na superfície. À direita, imagens exibem o revestimento com proliferação de células humanas, mostrando biocompatibilidade (acima) e com reduzido acúmulo bacteriano (manchas verdes), abaixo.